Descubren cómo una planta prehistórica podría generar agua en escenarios extremos

Un equipo de la Universidad de Nuevo México, liderado por el profesor Zachary Sharp, investiga cómo la planta prehistórica conocida como cola de caballo modifica la composición del agua en su interior y ofrece pistas sobre los climas del pasado. La investigación se desarrolla en el entorno del río Grande, en Nuevo México, donde los científicos recogen muestras de equisetos lisos y analizan la variación de isótopos de oxígeno a lo largo del tallo. Los resultados demostraron que la planta enriquece progresivamente el agua en oxígeno pesado a medida que asciende desde la base hasta la parte superior.

Según el profesor Sharp, “es un cilindro de un metro de altura con un millón de agujeros perfectamente distribuidos. No podrías fabricar algo así en un laboratorio”. El estudio, publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, concluyó que el intercambio de agua y oxígeno se producía a través de las paredes del tallo y no en las hojas, como ocurre en la mayoría de las especies modernas. Este fenómeno permitió a la planta regular la humedad interna y sobrevivir en condiciones ambientales cambiantes.

Implicancias científicas del hallazgo

Los investigadores notaron que las moléculas de oxígeno más ligero se evaporaban antes hacia el aire seco, lo que dejaba en el líquido restante una mayor concentración de isótopos pesados. La composición química del agua en la parte superior de la planta alcanzó valores que quintuplican los límites conocidos en la Tierra, de acuerdo con los registros presentados en una conferencia de geoquímica en Praga. El análisis mostró una similitud entre los datos obtenidos en la cola de caballo y los valores observados en algunos meteoritos.

El descubrimiento de la planta como “fósil viviente” entregó información sobre la evolución de la vida vegetal y la adaptación a climas variables en la prehistoria. Sharp afirmó: “Ahora podemos empezar a reconstruir la humedad y las condiciones climáticas de ambientes que existieron cuando los dinosaurios caminaban sobre la Tierra”. Los fitolitos de sílice presentes en la planta conservaron firmas isotópicas durante millones de años, funcionando como herramientas para interpretar el clima antiguo y los episodios de sequía o humedad extrema.

El estudio remarcó la capacidad de la planta para modificar el agua en su interior y adaptarse a entornos áridos o variables. Los científicos sugirieron que el modelo de la cola de caballo puede inspirar el desarrollo de tecnologías sostenibles para la obtención de agua en condiciones extremas, como en misiones espaciales o regiones afectadas por la sequía. El proceso de enriquecimiento isotópico observado en la planta generó preguntas sobre la ingeniería natural y la evolución de mecanismos de supervivencia en las primeras etapas de la vida terrestre.

Por su parte, la Universidad Autónoma de Barcelona, referente en estudios paleoambientales, explicó: “Los fitolitos de sílice o silicofitolitos son microrrestos silíceos que se forman en el interior de las plantas cuando estas todavía están vivas”. Al morir, las plantas liberan estos restos al suelo, donde permanecen como parte del sedimento y permiten a los científicos analizar los cambios en el ambiente a lo largo de millones de años. Los fitolitos funcionan como archivos naturales de la humedad y la composición del suelo y facilitan estudios paleoambientales y arqueológicos.

Estrategias de adaptación y aplicaciones futuras

El avance en la investigación sobre esta planta reveló la función de los mecanismos de adaptación vegetal en la evolución. La estructura interna del tallo, con una red de poros y canales, optimizaba el transporte y la retención de agua bajo condiciones cambiantes. Los procesos de evaporación y enriquecimiento isotópico observados en la planta reflejaron estrategias para la gestión del recurso hídrico, que pueden trasladarse a la ingeniería y la biotecnología modernas.

El modelo de funcionamiento de la cola de caballo proporcionó soluciones potenciales para la agricultura en zonas áridas, la restauración de ecosistemas degradados y el diseño de sistemas de captación de agua en emergencias. Los científicos estudiaron la posibilidad de replicar el mecanismo para desarrollar materiales biomiméticos y dispositivos que generen o purifiquen agua en entornos hostiles, tanto en la Tierra como en el espacio exterior.

La longevidad de la planta durante cientos de millones de años mostró la persistencia de sus adaptaciones y el interés en las especies consideradas fósiles vivientes. El trabajo interdisciplinario entre la biología, la geoquímica y la ingeniería generó nuevas perspectivas para enfrentar el cambio climático y la escasez de agua durante el siglo XXI.

Reconstrucción del clima y enfoque multidisciplinario

La mejora en el análisis de isótopos de oxígeno y fitolitos posibilitó a la comunidad científica reconstruir episodios climáticos antiguos con precisión sin precedentes. La integración de datos biológicos, químicos y geológicos fortaleció la comprensión de la interacción entre la vida y el ambiente a lo largo del tiempo. El estudio de la especie y otras especies prehistóricas aportó conocimiento para anticipar y mitigar los efectos del clima actual y futuro.

La investigación encabezada por Sharp y su equipo colocó la observación de plantas fósiles como una referencia para la ciencia del clima y la innovación tecnológica. Los resultados publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) y presentados en foros internacionales reforzaron la búsqueda de iniciativas basadas en la naturaleza para el abastecimiento de agua y la adaptación ambiental.